尹利军　翁妍　张瑜

摘要 以生物大概念为基础，从细胞、遗传、稳态调节和生态学等不同层面，通过列举事实性内容帮助学生梳理生命观念中的结构与功能观，将碎片化知识结构化，提升复习效率。

关键词 大概念 结构与功能观 核心素养 生命观念

中图分类号C633. 91 文献标志码B

生物大概念处于生物学科中心位置，对理解生物学重要原理、概念具有引领作用，有助于发展学生的生命观念。结构与功能观是生命观念中的重要观点之一，是形成其他生物核心素养的基础，其内涵是一定的结构必然有对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成。树立结构与功能观有利于学生发现生命现象，探究生命活动的规律，进而理解、解释生命现象的本质，提升自身素养。在复习教学中，笔者积极尝试以生物大概念为主线的复习思路，让学生通过问题和实例充分理解并形成具有条理性的结构与功能观，深刻理解生物学概念，突出重点、难点，促进生命观念的形成，提升运用知识分析、解决问题的能力。

1 以物质合成为主线的细胞水平结构与功能观

细胞作为最基本的生命系统，是生物体结构和功能的基本单位。组成细胞的分子、细胞膜、细胞器及作为细胞的控制中心的细胞核，都有自身特定的功能，而这些功能又都依赖特定的结构来实现。不同的细胞结构既分工合作，又相互联系，构成一个统一的有机整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行，体现出细胞系统上结构与功能的高度统一。

为促进学生理解“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”概念，笔者首先让学生观看“有关新冠病毒的一切”视频，以真实的社会事件为情境，结合真核细胞内物质合成及转运的示意图（图1）设计系列问题引导学生思考分析：①引发新冠肺炎（COVID-19）的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）能引起人体免疫系统合成相应抗体，该抗体能否识别流感病毒，理由是什么？②抗体合成和分泌中涉及图1中哪些细胞结构，其中由膜包被的细胞结构分别起到了什么作用？体现了生物膜系统哪些方面的功能？在抗体合成和分泌过程中这些具膜结构在功能上发生了紧密的联系，这种联系的基础是什么？（提示：从膜的结构与组成方面思考）③在抗体合成过程中细胞核也发挥了重要作用，请结合细胞核结构进行相关说明。

教师引导学生分析上述问题，使学生从分子水平理解大分子物质结构决定其功能，从细胞器角度理解生物膜系统的结构与其实现的功能是紧密联系的。细胞核作为系统的控制中心，通过核膜与细胞质和细胞膜之间进行信息交流，控制物质进出，最终实现对细胞代谢和遗传的控制。最后，让学生通过细胞结构与细胞功能为关键词，发散思维，集思广益，构建细胞结构与功能协调知识网络图（图2），促进学生进阶学习理解细胞的结构与功能观，构建系统的生命观念，提升学生的科学思维能力，培养社会责任意识。

2 以基因为主线体现遗传和进化水平的结构与功能观

“遗传信息控制生物性状，并代代相传”。让学生更直观地理解遗传物质控制生物性状与其结构相关是理解遗传和进化层次结构与功能观的关键。复习时，教师首先用多媒体展示发出绿色荧光的小鼠及子代鼠图片，并介绍该鼠是科学家利用基因工程将绿色荧光水母中GFP基因（绿色荧光蛋白基因，具有5.17x103个碱基对的DNA片段）导入实现的。根据以上情境，教师让学生分析问题：①小鼠染色体DNA上插入CFP基因而发出了绿色荧光蛋白，能说明什么？②水母GFP基因能够与小鼠DNA连接并表达，原因是什么？③如果直接将获取的GFP基因导入到小鼠细胞中能否表达？

通过引导学生分析问题，学生回顾遗传物质（DNA）的结构和组成，认同基因是控制生物性状的结构和功能的单位，构建DNA结构与生物性状遗传的联系。在此基础上，教师再通过典型实例（例1）促进学生进阶学习基因结构与功能关系，让学生从感性认知上升到理性认知，构建遗传与进化层次的结构与功能观。

【例1】遗传信息控制生物性状，并代代相传，此过程中也会受到多种因素的影响。图3为遗传信息传递与表达示意图，图4为人类囊性纤维病发生机理示意图，图5为两株柳穿鱼植株花形态结构与Lcyc基因关系图（甲：花呈两侧对称状;乙：花呈辐射对称状。两植株除花形态结构不同外，其他植物结构相同）。分析回答下列问题：

（1）从图4中看，囊性纤维病根本原因是_______ ，该病的发生时期最可能在图3中的_______过程中。囊性纤维病发生说明基因控制生物性状的途径是______________。

（2）己知图5两株柳穿鱼体内Lcyc基因序列完全相同，但甲植株的Lcyc基因在进化中经过了甲基化修饰后出现了乙植株花的性状。将甲、乙两个植株作为亲本杂交，F1的花与植株甲相似，F1自交后代F2中大约有25%植株的花与植株乙相似。从杂交实验结果看，甲、乙植株不是两个物种，理由是_______，其中乙植株柳穿鱼花的性状属于_______性状，Lcyc基因遗传遵循基因的_______定律。从基因与生物性状关系分析，请你尝试解释Lcyc基因甲基化对柳穿鱼花形态结构产生影响的原因：____。

参考答案：

（1）基因分子结构中碱基序列的改变DNA复制基因通过控制蛋白质的结构控制生物体的性状

（2）甲、乙两植株能产生可育后代，不存在生殖隔离隐性分离 甲基化可能抑制了Lcyc基因的表达，从而影响生物性状（其他合理答案也酌情賦分）

教师引导学生分析例题，从而了解DNA分子结构与类遗传病关系，使学生进一步理解了DNA分子结构与其遗传功能的关联;再通过引导学生分析柳穿鱼植株花形态性状遗传与基因甲基化修饰关系，使学生通过批判性思维加深理解生物遗传性状实际上是进化过程中基因结构与功能协调统一的结果，最终目的是为生物更加适应环境而发生的适应性变化，为学生理解遗传和进化等微观层面的结构与功能观奠定基础。